python实现手写数字识别（小白入门）「建议收藏」

全栈程序员站长

发布于 2022-10-05 10:14:31

3.5K1

发布于 2022-10-05 10:14:31

文章被收录于专栏：全栈程序员必看

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

手写数字识别（小白入门）

今早刚刚上了节实验课，关于逻辑回归，所以手有点刺挠就想发个博客，作为刚刚入门的小白，看到代码运行成功就有点小激动，这个实验没啥含金量，所以路过的大牛不要停留，我怕你们吐槽哈哈。

实验结果：

手写数字识别（小白入门）

1.数据预处理

其实呢，原理很简单，就是使用多变量逻辑回归，将训练28*28图片的灰度值转换成一维矩阵，这就变成了求784个特征向量1个标签的逻辑回归问题。代码如下：

#数据预处理
trainData = np.loadtxt(open('digits_training.csv', 'r'), delimiter=",",skiprows=1)#装载数据
MTrain, NTrain = np.shape(trainData)  #行列数
print("训练集：",MTrain,NTrain)
xTrain = trainData[:,1:NTrain]
xTrain_col_avg = np.mean(xTrain, axis=0) #对各列求均值
xTrain =(xTrain- xTrain_col_avg)/255  #归一化
yTrain = trainData[:,0]

2.训练模型

对于数学差的一批的我来说，学习算法真的是太太太扎心了，好在具体算法封装在了sklearn库中。简单两行代码即可完成。具体参数的含义随随便便一搜到处都是，我就不班门弄斧了，每次看见算法除了头晕啥感觉没有。

model = LogisticRegression(solver='lbfgs', multi_class='multinomial', max_iter=500)
model.fit(xTrain, yTrain)

3.测试模型，保存

接下来测试一下模型，准确率能达到百分之90，也不算太高，训练数据集本来也不是很多。为了方便，所以把模型保存下来，不至于运行一次就得训练一次。

#测试模型
testData = np.loadtxt(open('digits_testing.csv', 'r'), delimiter=",",skiprows=1)
MTest,NTest = np.shape(testData)
print("测试集：",MTest,NTest)
xTest = testData[:,1:NTest]
xTest = (xTest-xTrain_col_avg) /255   # 使用训练数据的列均值进行处理
yTest = testData[:,0]
yPredict = model.predict(xTest)
errors = np.count_nonzero(yTest - yPredict) #返回非零项个数
print("预测完毕。错误：", errors, "条")
print("测试数据正确率:", (MTest - errors) / MTest)
'''================================='''
#保存模型
# 创建文件目录
dirs = 'testModel'
if not os.path.exists(dirs):
os.makedirs(dirs)
joblib.dump(model, dirs+'/model.pkl')
print("模型已保存")

https://download.csdn.net/download/qq_45874897/12427896[这里是训练好的模型，免费下载]

4.调用模型

既然模型训练好了，就来放几张图片调用模型试一下看看怎么样导入要测试的图片，然后更改大小为28*28，将图片二值化减小误差。为了让结果看起来有逼格，所以最后把图片和识别数字同实显示出来。

import  cv2
import numpy as np
from sklearn.externals import joblib
map=cv2.imread(r"C:\Users\lenovo\Desktop\[DX6@[C$%@2RS0R2KPE[W@V.png")
GrayImage = cv2.cvtColor(map, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
ret,thresh2=cv2.threshold(GrayImage,127,255,cv2.THRESH_BINARY_INV)
Image=cv2.resize(thresh2,(28,28))
img_array = np.asarray(Image)
z=img_array.reshape(1,-1)
'''================================================'''
model = joblib.load('testModel'+'/model.pkl')
yPredict = model.predict(z)
print(yPredict)
y=str(yPredict)
cv2.putText(map,y, (10,20), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX,0.7,(0,0,255), 2, cv2.LINE_AA)
cv2.imshow("map",map)
cv2.waitKey(0)

5.完整代码

test1.py

import numpy as np
from sklearn.linear_model import LogisticRegression
import os
from sklearn.externals import joblib
#数据预处理
trainData = np.loadtxt(open('digits_training.csv', 'r'), delimiter=",",skiprows=1)#装载数据
MTrain, NTrain = np.shape(trainData)  #行列数
print("训练集：",MTrain,NTrain)
xTrain = trainData[:,1:NTrain]
xTrain_col_avg = np.mean(xTrain, axis=0) #对各列求均值
xTrain =(xTrain- xTrain_col_avg)/255  #归一化
yTrain = trainData[:,0]
'''================================='''
#训练模型
model = LogisticRegression(solver='lbfgs', multi_class='multinomial', max_iter=500)
model.fit(xTrain, yTrain)
print("训练完毕")
'''================================='''
#测试模型
testData = np.loadtxt(open('digits_testing.csv', 'r'), delimiter=",",skiprows=1)
MTest,NTest = np.shape(testData)
print("测试集：",MTest,NTest)
xTest = testData[:,1:NTest]
xTest = (xTest-xTrain_col_avg) /255   # 使用训练数据的列均值进行处理
yTest = testData[:,0]
yPredict = model.predict(xTest)
errors = np.count_nonzero(yTest - yPredict) #返回非零项个数
print("预测完毕。错误：", errors, "条")
print("测试数据正确率:", (MTest - errors) / MTest)
'''================================='''
#保存模型
# 创建文件目录
dirs = 'testModel'
if not os.path.exists(dirs):
os.makedirs(dirs)
joblib.dump(model, dirs+'/model.pkl')
print("模型已保存")

运行结果

test2.py

import  cv2
import numpy as np
from sklearn.externals import joblib
map=cv2.imread(r"C:\Users\lenovo\Desktop\[DX6@[C$%@2RS0R2KPE[W@V.png")
GrayImage = cv2.cvtColor(map, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
ret,thresh2=cv2.threshold(GrayImage,127,255,cv2.THRESH_BINARY_INV)
Image=cv2.resize(thresh2,(28,28))
img_array = np.asarray(Image)
z=img_array.reshape(1,-1)
'''================================================'''
model = joblib.load('testModel'+'/model.pkl')
yPredict = model.predict(z)
print(yPredict)
y=str(yPredict)
cv2.putText(map,y, (10,20), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX,0.7,(0,0,255), 2, cv2.LINE_AA)
cv2.imshow("map",map)
cv2.waitKey(0)

提供几张样本用来测试：